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高k柵介質材料與器件集成(清華大學出版社十四五普通高等教育本科規劃教材)/面向新工科的材料類基礎教材叢書

  • 作者：編者:何剛|責編:魯永芳
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302639145
  • 出版日期：2023/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：272
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書旨在向材料及微電子集成相關專業的高年級本科生、研究生及從事材料與器件集成行業的科研人員介紹柵介質材料製備與相關器件集成的專業技術。本書共10章，包括了集成電路的發展趨勢及后摩爾時代的器件挑戰，柵介質材料的基本概念及物理知識儲備，柵介質材料的基本製備技術及表徵方法；著重介紹了柵介質材料在不同器件中的集成應用，如高κ與金屬柵、場效應晶體管器件、薄膜晶體管器件、存儲器件及神經形態器件等。本書包含柵介質材料的基本製備技術，同時突出了柵介質材料在器件應用中的先進性和前沿性，反映了后摩爾時代器件集成的最新研究進展，是理論與實踐應用的有機結合。
作者介紹
編者:何剛|責編:魯永芳
目錄
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  集成電路發展及趨勢
    1.2.1  集成電路的介紹
    1.2.2  集成電路的現狀
    1.2.3  集成電路的發展趨勢
    1.2.4  我國集成電路產業前景展望
  1.3  后摩爾時代新材料、新技術及新挑戰
    1.3.1  工藝新材料
    1.3.2  新器件結構
    1.3.3  工藝新技術
    1.3.4  后摩爾時代集成電路展望與挑戰
  課後習題
  參考文獻
第2章  高κ柵介質的物理基礎
  2.1  高κ柵介質的基本概念及優勢
    2.1.1  高κ柵介質的引入
    2.1.2  高κ柵介質的優勢
  2.2  高κ柵介質的結構調控及理論機制
    2.2.1  高κ柵介質的MOS電容結構
    2.2.2  高κ柵介質的理論機制
  2.3  高κ柵介質的選擇要求
  2.4  高κ柵介質的分類及特點
    2.4.1  硅的氮（氧）化物及其特點
    2.4.2  ⅢA族金屬氧化物
    2.4.3  ⅣB族和ⅤB族過渡金屬氧化物
    2.4.4  ⅢB族稀土金屬氧化物
  2.5  高κ柵介質面臨的問題和挑戰
  課後習題
  參考文獻
第3章  高κ柵介質的製備及表徵
  3.1  高κ柵介質材料的製備
    3.1.1  真空蒸鍍法
    3.1.2  磁控濺射法
    3.1.3  原子層沉積法
    3.1.4  分子束外延法
    3.1.5  脈衝激光沉積法
    3.1.6  溶液基製備方法
  3.2  高κ柵介質性能的表徵
    3.2.1  光學性能的表徵
    3.2.2  熱重性能的表徵
    3.2.3  結晶性能的表徵
    3.2.4  化學局域態的表徵
    3.2.5  表面形貌的表徵
    3.2.6  界面微結構的表徵
    3.2.7  潤濕性能的表徵
  課後習題
  參考文獻
第4章  稀土基高κ柵介質及MOS器件集成
  4.1  稀土簡介

    4.1.1  稀土元素、分類及資源現狀
    4.1.2  稀土特性
    4.1.3  稀土與微納電子製造
  4.2  稀土基高κ柵介質
    4.2.1  稀土基高κ柵介質優勢
    4.2.2  稀土基高κ柵介質存在的問題
  4.3  稀土基高κ柵介質研究現狀
    4.3.1  單一稀土氧化物高κ柵介質
    4.3.2  摻雜改性稀土基高κ柵介質
    4.3.3  稀土氮氧化物高κ柵介質
    4.3.4  疊層複合稀土基高κ柵介質
  4.4  稀土基高κ柵介質的界面調控
    4.4.1  稀土基高κ柵介質的界面問題
    4.4.2  稀土基高κ柵介質的界面調控措施
  4.5  稀土基高κ柵介質MOS器件漏電機制
    4.5.1  肖特基發射
    4.5.2  P-F發射
    4.5.3  F-N隧穿
    4.5.4  直接隧穿
  課後習題
  參考文獻
第5章  硅基高κ柵介質和金屬柵極集成
  5.1  MOSFET器件的微縮和性能改進
  5.2  應用於亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料所面臨的迫切問題
    5.2.1  SiO2柵介質
    5.2.2  多晶硅電極
  5.3  應用於亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料
    5.3.1  高κ柵介質
    5.3.2  金屬柵電極
  5.4  高κ/金屬柵結構MOS器件可靠性問題
    5.4.1  閾值電壓的溫偏不穩定性
    5.4.2  熱載流子注入
    5.4.3  時變擊穿特性
    5.4.4  應力誘生的柵極漏電流
  課後習題
  參考文獻
第6章  高κ柵介質與高遷移率場效應器件集成
  6.1  場效應晶體管
    6.1.1  場效應晶體管的分類
    6.1.2  金屬氧化物半導體場效應晶體管
    6.1.3  柵-源電壓VGS對ID及溝道的控製作用
    6.1.4  漏-源電壓VDS對ID及溝道的影響
    6.1.5  特性曲線和電流方程
  6.2  高遷移率場效應晶體管
  6.3  Ge基場效應器件
    6.3.1  金屬/Ge界面費米能級釘扎
    6.3.2  Ge溝道場效應晶體管的源漏問題
    6.3.3  Ge溝道場效應晶體管的MOS界面
  6.4  GaAs基場效應晶體管
    6.4.1  GaAs場效應晶體管的發展歷程

    6.4.2  GaAs場效應晶體管柵介質的選擇
    6.4.3  GaAs表面鈍化技術
  6.5  其他高遷移率場效應晶體管
    6.5.1  InP場效應晶體管
    6.5.2  GaN場效應晶體管
    6.5.3  SiC場效應晶體管
  6.6  高遷移率場效應器件的優勢與挑戰
  課後習題
  參考文獻
第7章  高κ柵介質與金屬氧化物薄膜晶體管器件集成
  7.1  薄膜晶體管
    7.1.1  TFT發展歷程
    7.1.2  TFT結構及工作原理
    7.1.3  TFT器件電學特性曲線及參數提取
    7.1.4  TFT與MOSFET的比較
  7.2  金屬氧化物薄膜晶體管
    7.2.1  硅基薄膜晶體管
    7.2.2  氧化物薄膜晶體管
    7.2.3  α-IGZO半導體的導電機制
    7.2.4  α-IGZO TFT研究現狀
  7.3  基於高κ柵介質的MOTFT
    7.3.1  MOTFT中的絕緣柵介質
    7.3.2  傳統SiO2柵介質面臨的困境
    7.3.3  MOTFT中的高κ柵介質
  7.4  高κ柵介質在MOTFT中的應用
    7.4.1  基於氮化物高κ柵介質的MOTFT
    7.4.2  基於金屬氧化物高κ柵介質的MOTFT
    7.4.3  基於鈣鈦礦高κ柵介質的MOTFT
    7.4.4  基於聚合物、電解質及混合電介質等高κ柵介質的MOTFT
  課後習題
  參考文獻
第8章  高κ柵介質與垂直有機場效應晶體管集成
  8.1  引言
  8.2  VOFET——肖特基勢壘晶體管
  8.3  器件結構
    8.3.1  不連續金屬源極
    8.3.2  圖案化金屬源極
    8.3.3  碳納米管源極
    8.3.4  MXene源極
  8.4  工作原理
  8.5  材料選擇與製備工藝
    8.5.1  柵介質層
    8.5.2  電極
    8.5.3  有機半導體層材料
    8.5.4  製備工藝
  8.6  VFET的相關應用
    8.6.1  垂直有機發光晶體管
    8.6.2  柔性電子與邏輯電路
    8.6.3  有機存儲器件
    8.6.4  人工神經突觸應用

  課後習題
  參考文獻
第9章  高κ柵介質與存儲器件集成
  9.1  存儲器件的分類
  9.2  浮柵型存儲器
    9.2.1  浮柵型存儲器的歷史發展
    9.2.2  浮柵型存儲器基本原理
    9.2.3  高κ材料在浮柵型存儲器中的應用
    9.2.4  浮柵型存儲器的保持與耐受特性
  9.3  動態隨機存儲器
    9.3.1  動態隨機存儲器基本原理
    9.3.2  DRAM存儲器的電容單元
  9.4  鐵電存儲器
    9.4.1  鐵電材料基本特性及歷史發展
    9.4.2  鐵電存儲器分類
  課後習題
  參考文獻
第10章  高κ柵介質與神經形態器件集成
  10.1  神經形態計算概述
  10.2  神經生物學簡介
    10.2.1  神經元及突觸結構
    10.2.2  神經元信息整合功能
    10.2.3  突觸可塑性
  10.3  高κ介電突觸器件
    10.3.1  阻變存儲器與憶阻器簡介
    10.3.2  基於高κ介質的兩端突觸器件
    10.3.3  基於高κ介質的三端晶體管突觸器件
  10.4  高κ介電神經元器件
    10.4.1  神經元模型簡介
    10.4.2  基於高κ介質的神經元器件
  課後習題
  參考文獻

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